液--液旋流分离管中强旋湍流的RNG k-ε数值模拟

在高雷诺数时，ＲＮＧｋ－ε模型在形式上与标准ｋ－ε模型基本相同，其区别主要是在ε方程中增加一个附加生成项。当流动快速畸变时该项迅速增大，由此改善了对旋转流、浮力流等较复杂湍流的预报能力。本文应用该模型对液－－液旋流分离管中强旋湍流场的数值计算结果表明，其结果虽较标准ｋ－ε模型有所改善，但同实际值间仍存在定性上的不合理性，因此，要在更大程度上改进对液－－液旋流分离管中强旋湍流的预报，必须放弃基于各向     

水力旋流器内颗粒浓度的数值模拟

采用雷诺应力模型和颗粒随机轨道模型,对水力旋流器内的颗粒浓度分布进行了数值模拟,结果表明:水力旋流器的柱体空间和锥体空间沿径向分为高浓度捕集区和低浓度分离区;在环形空间,采用厚壁可有效抵制短路流量,但在溢流管进口和顶盖附近浓度较大;当颗粒从进口区域的下侧进入旋流器时,分离效果最好.     

流动环境中高浓度射流的三维数值模拟

应用流动环境中高浓度圆孔射流的三维RNG湍流模型,模拟计算不同水深和环境来流下的流态和浓度场分布,结果表明在已有射流区、冲击区以及异重流区的基础上,还存在1个上游入侵区。该上游入侵区的长度随环境流速的增大而减小,水深对其的影响相对较小。射流触底点位置随环境流速以及水深的增大而下移,触底点浓度则随环境流速以及水深的增大而减小。流态分析显示,壁面反射流形成动量较强的附壁射流时,会在较短距离内收缩和膨胀,紊动掺混剧烈,水深较浅时容易形成全水深掺混。比较而言,附壁射流较弱时无上游入侵,在射流孔口下游附近横断面上会形成较为特别的水滴状浓度等值线分布,在水体底部形成更为稳定的异重流。最后探讨了水体底面横向最大浓度沿流向的分布特征。     

溢流反弧紊流流动数值模拟

本文在极坐标系基础上建立了模拟溢流反弧水流运动特性的数学模型。用K-ε紊流模式使基本方程封闭,以控制体积法对计算区域进行离散,最后编制了大型计算机通用程序,对4种不同反弧半径的紊流流场进行了求解。通过4个算例获得速度分布、边界层厚度、紊动动能变化、紊动能耗散率变化、反弧壁面切应力变化等资料。除紊动资料和反弧壁面切应力资料无实测资料验证外,其余均与实验结果吻合良好。     

混流式水轮机内部流动的计算

应用弱可压流理论、大涡模拟方法计算水轮机内部三维非定常湍流和有旋流的数学模型，并用三维欧拉方程程序直接计算速度、压力、涡量等原参数的时间渐进值，在多种工况下对混流式水轮机内部流动进行了模拟．     

热分层流动计算中若干差分格式的比较

本文应用常规的守恒方程及湍流模型，对二维池内热分层流动建立了数学模型，并在Ｐａｔａｎｋａｒ的压力校正法基础上对该数学模型进行了数值计算，计算中的差分格式为乘方格式、一阶迎风、二阶迎风和ＱＵＩＣＫ。通过与实验的比较分析，建议计算应采用ＱＵＩＣＫ格式，并在进行风格独立性试验的基础上使用加密网络。     

船舶粘性流动计算中湍流模式应用的比较

针对六种不同的湍流模型，本文数值模拟了油轮SR196A的粘性绕流场，计算得到的阻力系数和桨盘面处流场和试验结果进行了比较。结果表明，SSTκ-ω模型和试验结果符合较好，是目前硬件条件下比较适合船舶粘性流场数值计算的一种湍流模式，本文结果可以为复杂船型粘性流场计算中湍流模式的选取提供参考意见。     

非定常浅水流动中热水对流—扩散过程的数值模拟

本文从深度平均的连续、动量和热输运方程出发,应用深度平均的k-ε湍流模式,对非定常浅水明渠流动中侧向排入热水形成的速度场和温度场作了数值模拟。在定常情况下,本文的计算结果表明:当水深较浅或热水排放动量较大时,放弃“刚盖假设”对于提高预计精度是必要的。非定常情况的计算结果与采用准定常假设的计算结果作了比较。这一比较表明:即使以最大主流速度定义的Strouhal数很小,在憩流前后的一段时间内,流动非定常性对速度场和温度场的影响仍是显著的。     

水力旋流器在油田中的应用

通常所说的水力旋流油水分离器(以下简称旋流器),是指两种不相溶液体的液-液水力旋转分离技术,是20世纪80年代中期国际上发展起来的一项新的科技成果。我国在1993年生产出第一台水力旋流器后.经不断的试验研究和改进,目前已臻成熟.并成系列化生产。大庆油田于1998年开始针对聚驱采出水处理进行试验研究,也取得了令人较为满意的结果。 一、旋流器的结构及除油机理 旋流器的油水分离核心部件是旋流管,旋流器即是多根旋流管组成的一种小型高效的除油设备。它依靠含油污水中,     

三维水流河床变形数学模型

本文针对三维水流所具有的紊动各向异性，不规则边界及自由表面和动床问题。采用修正的Ｋ－ε模型封闭Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程作为紊流控制方程；引入通度概念处理不规则边界；引用ＶＯＦ法追踪自由表面；根据冲刷过程的物理特性推得冲刷坑的发展规律并用前人公式及试验资料验证。最后，作为例子就南水北调中线方案名河渡槽河段的流场和河床变形进行数值模拟，给出了一些工程上有用的结果。     

非恒定流泥沙数学模型原理及其应用

本文介绍了一晨恒定泥沙数学模型的原理和计算方法，并且于泥沙数学模型中的一些关键技术等问题进行了较详细的讨论。     

河道及泛区水流数学模型的研究与应用

针对长宽尺寸较为悬殊的河道及泛区，利用三角形和等参四边形相杂交的有限元方法，结合矩阵质量集中技术，建立了相应的水流数学模型，并在独流减河水流模拟中进行了成功的应用．该方法克服了由于河道长宽尺寸悬殊引起的模拟困难，避免了以往河道与边区一、二维衔接模拟所产生的误差，具有可适应复杂边界、可随意进行局部加密和计算省时的优点，所建模型具有较大的实用价值．     

T型叉管流场的数值计算

本文采用两方程k-ε湍流模型,应用有限差分法,以流体进出口的体积流量比R为基本参数,对T型叉管分叉区的流场进行了数值计算,获得了分叉区各截面的速度分布及叉管引起的压力损失。结果表明:分叉区域的流动非常复杂。计算结果与Popp等人的实验数据相吻合,表明本文的数值计算是成功的。     

二平行流之间幂率流体层流剪切流动的数学模型

非牛顿流体的平行剪切流动是一种在自然界和工程实践中常见的流动。本文应用流体力学和非牛顿流体力学理论，利用Ｐｒａｎｄｔｌ边界层方程，在未作任何其它假设的情况下，得出了幂率流体平行剪切层流流动时的相似变量，给出了两充体指数ｎ相同时的常微分方程和定解条件。     

灞河橡胶坝库区一维非恒定流数学模型的构建与应用

阐述了一维非恒定流水沙数学模型构建的基本原理,并应用圣维南方程以及非恒定泥沙连续方程建立灞河橡胶坝库区一维非恒定流数学模型,进而利用该模型对灞河橡胶坝库区的河床演变进行了模拟计算.结果表明:灞河B#橡胶坝库区的模拟计算结果与物理模型试验结果符合良好;且在计算库区各时段河底高程变化中具有较好的精度.     

二维非恒定空化流的数学模型

本文提出了一个新的数学模型,用于预测高Reynolds数的二维紊流场中非恒定空化流的形成与发展过程及其内部结构。将空化流看成是泡-液两相流动,采用宏观与微观两个尺度来描述其流动形态与内部结构。宏观尺度主要用于空化区及其外部紊流场的计算,微观尺度用于确定气核在紊流场中的运动及生长过程,宏观与微观两种分析相互结合,前者应用两相流模型及现有紊流场分析技巧,后者采用泡动力学理论,应用这一模型,可对二维紊流场中空化流的演变过程及其非恒定特性给出比较清楚的数值描述。     

紊流模型理论的发展与现状

讨论了紊流数值模拟的发展历史、现状和趋势,比较了各类紊流模型的优缺点和适用范围。多重尺度和非线性模型正逐步应用于工程计算;大涡和直接数值模拟也取得了一些研究成果。     

二维水流数学模型在多分汊河道鱼类栖息地设计中的应用

多分汊河道汇合或分流口水流流态复杂,常常存在河口滩及深槽,复杂多样的水文水力条件为鱼类提供了良好的进食及休憩场所。针对多分汊河道边界复杂的特点,建立了基于一般曲线坐标系下的平面二维水流数学模型。将所建立的数学模型应用于大渡河乐山段安谷水电站左岸生态河网建设和鱼类栖息地设计,对工程投运前后河段的水深、流速、流场、分流比进行模拟和对比分析,设置生态工程措施,使得鱼类产卵场河段水流特性仍满足鱼类栖息地要求。从安谷水电站运行效果看,设计的生态措施对河道鱼类栖息改善取得了较好的实践效果。     

带自由表面三维非恒定紊流场的全场数值模拟

本文基于Ｌａｇｒａｎｇｅ法与ＡＥＬ方法的思想推出了一种颇具实用价值的轨迹Ｅｕｌｅｒｉａｎ－Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ（ＴＥＬ）型非恒定坐标变换系统，包括边界轨迹ＴＥＬ型非恒定变换与网格轨迹ＴＥＬ型非恒定变换；应用ＴＥＬ型非恒定坐标变换系统推出了带自由表面三维非恒定紊流场的全场数学模型，并通过以孤立波的爬坡计算与带自由表面强弯曲渠道紊流场计算作为实例验证了模型的可行性和有效性。